Delacour - Physique - PTSI Paul Constans – TP Optique
2. Détermination du rayon de courbure et de la distance focale, vérification des relations de
conjugaison et de grandissement.
a) Méthode d'autocollimation (détermination rapide de f et R)
Rechercher la position du miroir pour laquelle l'image se forme renversée dans le plan de l'objet.
Quelle position occupe le point A ? Quel est alors le grandissement ?
En déduire le rayon de courbure et la distance focale du miroir. Estimer l'incertitude sur la mesure.
(Attention à la donnée de l’étiquette, elle est parfois erronée pour certains miroirs).
_____________________________
b) Méthode de conjugaison
Relations de conjugaison :
et de grandissement :
γ = = −
PARTIE EXPERIMENTALE
Mesurer la dimension de l’objet
et estimer l’incertitude de mesure ∆ (que l’on reportera sur
la feuille de mesures).
Reprendre les manipulations de la partie 1.a), objet réel - image réelle, effectuer plusieurs mesures
en déplaçant le miroir et l'écran (
variant par pas de 10cm à partir de
180 jusqu’à
110). Présenter les résultats sous forme d’un tableau (cf. tableau joint - colonnes 1..3 –
ou à l’aide d’un logiciel).
Pour chaque position du miroir mesurer :
Pour l’objet :
et estimer l’incertitude de mesure
∆ (lecture).
Pour l’image :
et
et estimer les incertitudes
∆(lecture et appréciation de la netteté de
l’image) et
.
EXPLOITATION
Vérification de la loi de conjugaison : Courbe
en fonction de
En utilisant un logiciel de traitement de données expérimentales faire tracer la droite passant au mieux par
les points expérimentaux correspondant à la courbe (méthode de la régression linéaire). D’après les
caractéristiques de cette droite (coefficient de corrélation, coefficient directeur, ordonnée à l’origine) que
peut-on en conclure et en déduire ?
Détermination de la distance focale et du rayon du miroir – Relation de grandissement
Compléter le tableau de mesures (colonnes 4..7).
En déduire la valeur moyenne de la distance focale du miroir (à l’aide des données de la colonne 6).
Calculer l’incertitude sur cette grandeur
(on fera le calcul à partir d’une seule mesure). La valeur
moyenne de la distance focale est-elle compatible avec celle obtenue graphiquement compte-tenu
des incertitudes de mesure ?
Les 2 valeurs obtenues pour γ sont-elles compatibles compte-tenu des incertitudes de mesure (on
calculera les incertitudes
∆
||
pour les deux expressions de γ à partir d’une seule mesure)? Quelle
détermination de γ parmi les deux proposées est la plus précise ?
___________________________________________________________________________
III. Miroirs convexes
Si l'on désire obtenir une image réelle (projetée sur un écran), quelle doit être la nature de l'objet
? (Déterminer sa position par le calcul en utilisant la même méthode que pour les lentilles et faire
une construction géométrique)
En déduire une méthode pour adapter les montages précédents au cas d'un miroir convexe.